JPH01172550A - 耐熱亀裂性に優れた高硬度高靭性耐摩耗鋼 - Google Patents
耐熱亀裂性に優れた高硬度高靭性耐摩耗鋼Info
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- JPH01172550A JPH01172550A JP32881687A JP32881687A JPH01172550A JP H01172550 A JPH01172550 A JP H01172550A JP 32881687 A JP32881687 A JP 32881687A JP 32881687 A JP32881687 A JP 32881687A JP H01172550 A JPH01172550 A JP H01172550A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は土木作業用の機械設備などで、苛酷な摩耗条件
下で生ずる熱亀裂に対して、優れた耐熱亀裂性を有し、
且つ溶接性、靭性にも優れた表面ブリネル硬さHB45
0以上の耐摩耗鋼に関するものである。
下で生ずる熱亀裂に対して、優れた耐熱亀裂性を有し、
且つ溶接性、靭性にも優れた表面ブリネル硬さHB45
0以上の耐摩耗鋼に関するものである。
[従来の技術]
一般にブルドーザやパワーショベルなどの建設機械およ
びクラッシャーやシュートなどの鉱山設備において、岩
石や土砂による摩耗を受ける部分に使用される耐摩耗鋼
は、通常焼き入れまま、または、焼き入れ焼戻し熱処理
により製造されているが、摩耗寿命を延長する目的から
高硬度化の傾向にある。
びクラッシャーやシュートなどの鉱山設備において、岩
石や土砂による摩耗を受ける部分に使用される耐摩耗鋼
は、通常焼き入れまま、または、焼き入れ焼戻し熱処理
により製造されているが、摩耗寿命を延長する目的から
高硬度化の傾向にある。
かかる用途に使用される従来例としては、特開昭60−
59019号公報においてC: 0.15〜0.45%
、S i:o、05〜1.00%、M n:0.05〜
0.45%、Cr:0.05〜1.0%、Mo:0.0
3〜0.85%、5o(1、AΩ =0.01〜0.1
5%、B : 0.0003〜0.0025%を含む鋼
が提案されており、低Mn化により遅れ破壊特性を改善
することを主眼としている。
59019号公報においてC: 0.15〜0.45%
、S i:o、05〜1.00%、M n:0.05〜
0.45%、Cr:0.05〜1.0%、Mo:0.0
3〜0.85%、5o(1、AΩ =0.01〜0.1
5%、B : 0.0003〜0.0025%を含む鋼
が提案されており、低Mn化により遅れ破壊特性を改善
することを主眼としている。
しかしながら、上記Mnレベルにおいては十分な焼き入
れ性を得るにはC量増加もしくは他の合金元素添加によ
り補う必要があり、ひいては高靭性を得るのが困難であ
る。また、特開昭60−243250号公報においてC
:OJ〜0.5%、Sj :0.05〜0.5%、Mn
: 0.5〜1.5%、P:0.010%以下、S
: 0.005%以下、Cr:0.1〜1.0%、M
o:0.03〜0.85%、soΩ、AΩ+ 0.01
〜0.15%を含む鋼が提案されているが、Cmが0.
3〜0.5%であり、高硬度化による耐摩耗性は向上す
るものの耐熱亀裂性は期待出来ない。
れ性を得るにはC量増加もしくは他の合金元素添加によ
り補う必要があり、ひいては高靭性を得るのが困難であ
る。また、特開昭60−243250号公報においてC
:OJ〜0.5%、Sj :0.05〜0.5%、Mn
: 0.5〜1.5%、P:0.010%以下、S
: 0.005%以下、Cr:0.1〜1.0%、M
o:0.03〜0.85%、soΩ、AΩ+ 0.01
〜0.15%を含む鋼が提案されているが、Cmが0.
3〜0.5%であり、高硬度化による耐摩耗性は向上す
るものの耐熱亀裂性は期待出来ない。
さらに特開昭61−76615号公報においては、C:
0.05〜0.40%、St : 0.1〜0.8%
、Mn:0.5〜2,0%、Ti :0.005〜0
.10%、B:0.0005〜0.005%、SOΩ、
AΩ: 0.005〜0.10%、N : 0.005
%以下、H: 0.0002%以下を含み、焼き入れ冷
却時の冷却停止温度を150〜300℃とすることによ
り内部健全性などに優れた鋼の製造法が提案されている
。
0.05〜0.40%、St : 0.1〜0.8%
、Mn:0.5〜2,0%、Ti :0.005〜0
.10%、B:0.0005〜0.005%、SOΩ、
AΩ: 0.005〜0.10%、N : 0.005
%以下、H: 0.0002%以下を含み、焼き入れ冷
却時の冷却停止温度を150〜300℃とすることによ
り内部健全性などに優れた鋼の製造法が提案されている
。
しかしながら、このものは表面硬さHB450以下の内
容であり、HB450以上の高硬度耐摩耗鋼板において
、焼き入れ冷却停止温度を150〜300℃としたとき
に、所定の板厚範囲にわたって十分安定した表面硬さと
靭性を得るのは困難であり、材質安定上からみて好まし
い方法ではない。
容であり、HB450以上の高硬度耐摩耗鋼板において
、焼き入れ冷却停止温度を150〜300℃としたとき
に、所定の板厚範囲にわたって十分安定した表面硬さと
靭性を得るのは困難であり、材質安定上からみて好まし
い方法ではない。
[発明が解決しようとする問題点]
近年、土木建設機械、鉱山設備分野においては処理能力
向上、高効率化、長寿命化などから機械“設備の大容量
大型化および使用部材の高硬度化傾向が強まっている。
向上、高効率化、長寿命化などから機械“設備の大容量
大型化および使用部材の高硬度化傾向が強まっている。
それに伴い鋼材の使用条件も従来に比べ非常に苛酷なも
のとなってきている。
のとなってきている。
特に岩盤地帯などでの岩石塊との重切削摩耗により、鋼
板表面に微小な熱亀裂が多数発生し、これが連結して大
きな破損に至るようになる危険性が増大していることを
察知した。
板表面に微小な熱亀裂が多数発生し、これが連結して大
きな破損に至るようになる危険性が増大していることを
察知した。
本発明はかかる現状に鑑みて耐熱亀裂性に優れ、且つ、
溶接性靭性にも優れた廉価な高硬度高靭性耐摩耗鋼を提
供することを目的とする。
溶接性靭性にも優れた廉価な高硬度高靭性耐摩耗鋼を提
供することを目的とする。
[問題点を解決するための手段]
本発明省らはHB450以上の高硬度耐摩耗鋼の表層に
生ずる微小な熱亀裂について種々の実験を重ねた結果、
耐熱亀裂性を向上させるためには、使用時に対物との摩
擦により表面層に微細亀裂が発生しにくく、その発生し
た亀裂からの粒界われを抑制する必要かあり、それには
表層の塑性流動抵抗を小さくし、表面下層での低温焼戻
し脆化抵抗を大きくする必要があることを見出した。
生ずる微小な熱亀裂について種々の実験を重ねた結果、
耐熱亀裂性を向上させるためには、使用時に対物との摩
擦により表面層に微細亀裂が発生しにくく、その発生し
た亀裂からの粒界われを抑制する必要かあり、それには
表層の塑性流動抵抗を小さくし、表面下層での低温焼戻
し脆化抵抗を大きくする必要があることを見出した。
さらに重要なことは、鋼材成分を鋭意検討することによ
り、低PCr系において、適正なC範囲と靭性レベルを
選択すれば、耐熱亀裂性を向上出来ることを知見した。
り、低PCr系において、適正なC範囲と靭性レベルを
選択すれば、耐熱亀裂性を向上出来ることを知見した。
すなわち、第1図に示すごとく熱亀裂感受性はCj7t
、靭性、表面硬さの影響を強く受ける。Cff1と靭性
の関係でみるとHB 450以上の硬さにおいてはC:
0.30%以上で熱亀裂感受性が著しく増大する。ま
た靭性の向上はCMLの上限を緩和し耐熱亀裂性敗訴に
有効である。さらに、硬さの低減も耐熱亀裂性改善に有
効である。
、靭性、表面硬さの影響を強く受ける。Cff1と靭性
の関係でみるとHB 450以上の硬さにおいてはC:
0.30%以上で熱亀裂感受性が著しく増大する。ま
た靭性の向上はCMLの上限を緩和し耐熱亀裂性敗訴に
有効である。さらに、硬さの低減も耐熱亀裂性改善に有
効である。
一方、耐摩耗性は表面硬さにより支配されるが、第2図
に示すごと<HB450以上の硬さで顕著な効果が得ら
れており、適正な成分範囲と製造法の組合せにより、耐
熱亀裂性と溶接性に優れた高硬度高靭性耐摩耗鋼を得る
ことが可能である。
に示すごと<HB450以上の硬さで顕著な効果が得ら
れており、適正な成分範囲と製造法の組合せにより、耐
熱亀裂性と溶接性に優れた高硬度高靭性耐摩耗鋼を得る
ことが可能である。
本発明はこのような知見に基づいて構成したもので、そ
の要旨はC: 0.23〜0.30%未満、Sに0.0
5〜0.5%、Mn:D、45超〜1.2%、P :
0.010%以下、Cr:0.10〜1.5%、Mo:
0.05〜0.5%、Ti:0.005〜0.05%、
B + 0.0005〜0.0030%、SOΩ、AΩ
: 0.01〜0,10%を含有し、さらに必要により
Cu: 0.5%以下、Ni: 0.5%以下、Nb:
0.05%以下、V : 0.05%以下、Ca:o、
005%以下の1種または2種以上を含有し、残部鉄お
よび不可避不純物からなり目、つ、下記式で示されるP
H値が1.0%以下であることを特徴とする耐熱亀裂性
に優れた高硬度高靭性耐摩耗鋼である。
の要旨はC: 0.23〜0.30%未満、Sに0.0
5〜0.5%、Mn:D、45超〜1.2%、P :
0.010%以下、Cr:0.10〜1.5%、Mo:
0.05〜0.5%、Ti:0.005〜0.05%、
B + 0.0005〜0.0030%、SOΩ、AΩ
: 0.01〜0,10%を含有し、さらに必要により
Cu: 0.5%以下、Ni: 0.5%以下、Nb:
0.05%以下、V : 0.05%以下、Ca:o、
005%以下の1種または2種以上を含有し、残部鉄お
よび不可避不純物からなり目、つ、下記式で示されるP
H値が1.0%以下であることを特徴とする耐熱亀裂性
に優れた高硬度高靭性耐摩耗鋼である。
P H=C+Mn / 1.O+Mo/ e+c r/
l 5”3V”40P”100B (%)[作 用
] まず、本発明の化学成分限定理由について述べる。
l 5”3V”40P”100B (%)[作 用
] まず、本発明の化学成分限定理由について述べる。
Cは耐摩耗性の支配因子である硬さを確保するために必
要な元素であるが、0.23%未満の添加では十分な表
面硬さを得ることが出来ない。また、0.30%以上で
は靭性、溶接性が劣化しひいては加工硬化能を増大させ
耐熱亀裂性が低下するため0.23〜0.30%未満に
限定した。
要な元素であるが、0.23%未満の添加では十分な表
面硬さを得ることが出来ない。また、0.30%以上で
は靭性、溶接性が劣化しひいては加工硬化能を増大させ
耐熱亀裂性が低下するため0.23〜0.30%未満に
限定した。
Slは脱酸用元素であり、0.05%未満ではその効果
が少なく、0.5%を超えると靭性の低下が著しいので
0,05〜0.5%とした。
が少なく、0.5%を超えると靭性の低下が著しいので
0,05〜0.5%とした。
Mnは焼き入れ性向上に寄与し硬さを確保する上からは
有効な元素であるが、ミクロ偏析のし易さおよび固溶硬
化により鋼板表面塑性流動層の微小割れを助長するため
0.45超〜1.2%に限定した。
有効な元素であるが、ミクロ偏析のし易さおよび固溶硬
化により鋼板表面塑性流動層の微小割れを助長するため
0.45超〜1.2%に限定した。
Pは表面下層での粒界われおよび溶接遅れわれを抑制す
るために最も有効な元素であり、出来るだけ低減するこ
とが望ましいが、コストを考えて0.010%以下とし
た。
るために最も有効な元素であり、出来るだけ低減するこ
とが望ましいが、コストを考えて0.010%以下とし
た。
Crは安価に焼き入れ性を向上できる主要な元素である
が、0.1%未満ではその効果が小さく、1.5%以上
では靭性、溶接性に有害であるので0.1〜1.5%と
した。
が、0.1%未満ではその効果が小さく、1.5%以上
では靭性、溶接性に有害であるので0.1〜1.5%と
した。
MOは焼き入れ性確保および粒界析出物の安定作用によ
り、Pによる粒界脆化を緩和するために有効な元素であ
り、0.05%以上添加するが、コストおよび溶接性の
点から0.5%以下に限定した。
り、Pによる粒界脆化を緩和するために有効な元素であ
り、0.05%以上添加するが、コストおよび溶接性の
点から0.5%以下に限定した。
TiはB添加時にフリーNを固定し焼き入れ性に有効な
固溶Bmを確保するとともに、オーステナイト粒径を微
細化させるために0.005%以上の添加か必要である
。しかしながら0905%を超えると著しく靭性か低下
するので0.005〜0.05%と限定した。
固溶Bmを確保するとともに、オーステナイト粒径を微
細化させるために0.005%以上の添加か必要である
。しかしながら0905%を超えると著しく靭性か低下
するので0.005〜0.05%と限定した。
Bは焼き入れ性向上に有効であるためには0.0005
%以上必要であるか、0.0030%を超すとB化合物
の析出により焼き入れ性が低下し靭性劣化をもたらし、
また溶接性も損なわれるのでB添加量を0.0005%
〜0.0030%とした。
%以上必要であるか、0.0030%を超すとB化合物
の析出により焼き入れ性が低下し靭性劣化をもたらし、
また溶接性も損なわれるのでB添加量を0.0005%
〜0.0030%とした。
sop 、 AΩは脱酸上0,01%以上の添加が必要
であるが、0.10%を超えると靭性が劣化するので0
.01〜0.1%とした。
であるが、0.10%を超えると靭性が劣化するので0
.01〜0.1%とした。
さらに本発明においては以上の基本元素以外にCu、N
i 、Nb、Caのいずれか1種または2種以上を添加
することにより、靭性を低下させることなく焼き入れ性
の向上を図ることが出来る。
i 、Nb、Caのいずれか1種または2種以上を添加
することにより、靭性を低下させることなく焼き入れ性
の向上を図ることが出来る。
即ち、Cuは靭性を劣化させずに硬さを上昇させること
に対して有効であるが、多量に添加すると熱間割れの原
因となるため0 、59(i以下とした。
に対して有効であるが、多量に添加すると熱間割れの原
因となるため0 、59(i以下とした。
Niは硬さおよび靭性の向上に有効であるがコストの点
から0.5%以下とした。
から0.5%以下とした。
Nb、Vは硬さ、靭性のバランス上添加され得るが多量
に添加すると溶接性を阻害するため0.05%以下とし
た。
に添加すると溶接性を阻害するため0.05%以下とし
た。
Caは硫化物系介在物の形状制御に効果があり、靭性向
上とくに方向性改善効果が顕著であるが、多量に添加す
ると鋼の清浄性を損ない靭性低下をもたらすために0.
0050%以下とした。
上とくに方向性改善効果が顕著であるが、多量に添加す
ると鋼の清浄性を損ない靭性低下をもたらすために0.
0050%以下とした。
また、本発明においては上記のごとく化学成分範囲を限
定するほかに、下記式で示されるpH値を1.0%以下
とするごとく化学成分量を規制して溶接性をも確保する
ことを必須条件としている。
定するほかに、下記式で示されるpH値を1.0%以下
とするごとく化学成分量を規制して溶接性をも確保する
ことを必須条件としている。
P H=C+Mn/10+Mo/8+Cr/15+3V
+40P+1OOB(%)本発明鋼は上記化学成分の組
合せと成分量適正化を特徴とし、その相乗効果によって
所定の高硬度と高靭性を有し、併せて耐熱亀裂性の優れ
た材料を提供するものであるが、さらに製造に当っては
、通常の方法にて溶製後スラブとなし、該スラブを10
00〜1250℃に加熱後熱間圧延をし、−旦冷却した
のち再びA c a変態点以上の温度に加熱してA r
a変態点以上の温度から焼き入れするか、または10
00〜1250℃に加熱後、熱間圧延をし、直ちにA
r s変態点以上の温度から焼き入れするものである。
+40P+1OOB(%)本発明鋼は上記化学成分の組
合せと成分量適正化を特徴とし、その相乗効果によって
所定の高硬度と高靭性を有し、併せて耐熱亀裂性の優れ
た材料を提供するものであるが、さらに製造に当っては
、通常の方法にて溶製後スラブとなし、該スラブを10
00〜1250℃に加熱後熱間圧延をし、−旦冷却した
のち再びA c a変態点以上の温度に加熱してA r
a変態点以上の温度から焼き入れするか、または10
00〜1250℃に加熱後、熱間圧延をし、直ちにA
r s変態点以上の温度から焼き入れするものである。
[実 施 例]
第1表に示す化学成分を有する鋼を溶製後スラブとなし
、一部は(a) 1150℃に加熱して熱間圧延し圧延
後、直ちにA r 3変態点以上の温度から100℃以
下の温度まで水冷して焼き入れた。
、一部は(a) 1150℃に加熱して熱間圧延し圧延
後、直ちにA r 3変態点以上の温度から100℃以
下の温度まで水冷して焼き入れた。
他は(b)圧延後、−旦常温に空冷後再びA c a変
態点以上に加熱したのち100℃以下の温度に水冷して
焼き入れた。
態点以上に加熱したのち100℃以下の温度に水冷して
焼き入れた。
この熱処理条件と板厚および得られた材質試験の結果を
第2表に示す。
第2表に示す。
尚、耐熱亀裂性は試験鋼板表面に接触させた矩形の圧子
を血圧100kg/cj、摩耗(摩擦)速度1.0 m
/see以上の条件で移動させた後磁粉探傷検査を実施
し、微小亀裂の有無により評価した。
を血圧100kg/cj、摩耗(摩擦)速度1.0 m
/see以上の条件で移動させた後磁粉探傷検査を実施
し、微小亀裂の有無により評価した。
第2表から明らかなごとく、本発明で限定する化学成分
範囲を外れる比較例の鋼は、本発明の目的とするHB4
50以上の表面硬さと耐熱亀裂性を満足しておらず、加
えて靭性レベルも低い。
範囲を外れる比較例の鋼は、本発明の目的とするHB4
50以上の表面硬さと耐熱亀裂性を満足しておらず、加
えて靭性レベルも低い。
、これに対し本発明の鋼はいずれも良好な値を示してい
る。
る。
第 2 表
[発明の効果]
以上詳細に説明したごとく、本発明鋼は表面硬さおよび
靭性、溶接性に優れ、且つ苛酷な使用条件下においても
十分な耐熱亀裂性を備えた高硬度耐摩耗鋼の提供を可能
としたものであり、産業上優れた効果を発揮するもので
ある。
靭性、溶接性に優れ、且つ苛酷な使用条件下においても
十分な耐熱亀裂性を備えた高硬度耐摩耗鋼の提供を可能
としたものであり、産業上優れた効果を発揮するもので
ある。
第1図はC量、靭性レベルと微小な熱亀裂発生の関係に
ついて示した図表、第2図は表面硬さと5M41鋼に対
する摩耗比について示した図表である。 代 理 人 弁理士 茶野木 立 夫7I耗比峙S
H4/@)
ついて示した図表、第2図は表面硬さと5M41鋼に対
する摩耗比について示した図表である。 代 理 人 弁理士 茶野木 立 夫7I耗比峙S
H4/@)
Claims (2)
- (1)重量%で、 C:0.23〜0.30%未満、 Si:0.05〜0.5%、 Mn:0.45超〜1.2%、 P:0.010%以下、 Cr:0.10〜1.5%、 Mo:0.05〜0.5%、 Ti:0.005〜0.05%、 B:0.0005〜0.0030%、 sol、Al:0.01〜0.10%、 を含有し、残部鉄および不可避不純物からなり且つ、下
記式で示されるP_H値が1.0%以下であることを特
徴とする耐熱亀裂性に優れた高硬度高靭性耐摩耗鋼。 P_H=C+Mn/10+Mo/6+Cr/15+40
P+100B(%) - (2)重量%で、 C:0.23〜0.30%未満、 Si:0.05〜0.5%、 Mn:0.45超〜1.2%、 P:0.010%以下、 Cr:0.10〜1.5%、 Mo:0.05〜0.5%、 Ti:0.005〜0.05%、 B:0.0005〜0.0030%、 sol、Al:0.01〜0.10%、 を含有し、さらに Cu:0.5%以下、 Ni:0.5%以下、 Nb:0.05%以下、 V:0.05%以下、 Ca:0.005%以下 の1種または2種以上を含有し、残部鉄および不可避不
純物からなり且つ、下記式で示されるP_H値が1.0
%以下であることを特徴とする耐熱亀裂性に優れた高硬
度高靭性耐摩耗鋼。 P_H=C+Mn/10+Mo/6+Cr/15+3V
+40P+100B(%)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32881687A JPH01172550A (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 耐熱亀裂性に優れた高硬度高靭性耐摩耗鋼 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP32881687A JPH01172550A (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 耐熱亀裂性に優れた高硬度高靭性耐摩耗鋼 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01172550A true JPH01172550A (ja) | 1989-07-07 |
JPH0532462B2 JPH0532462B2 (ja) | 1993-05-17 |
Family
ID=18214415
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP32881687A Granted JPH01172550A (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 耐熱亀裂性に優れた高硬度高靭性耐摩耗鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01172550A (ja) |
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-
1987
- 1987-12-25 JP JP32881687A patent/JPH01172550A/ja active Granted
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